一、概況
    在礦井輔助運(yùn)輸系統(tǒng)中，架空乘人裝置已被普遍應(yīng)用，逐步取代了斜巷人車。實(shí)踐證明，乘人裝置用于斜巷人員運(yùn)輸是一種安全、高效的設(shè)備。在煤礦井下還存在著順槽及小斷面斜巷運(yùn)送人員的問(wèn)題，常規(guī)乘人裝置因安裝尺寸受限不能使用，在此情況下有必要研制一種安裝簡(jiǎn)單、單側(cè)運(yùn)輸?shù)某巳搜b置，以解決小斷面尺寸巷道人員輸送的問(wèn)題，并能解決體積小、重量輕的貨物運(yùn)輸問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)目前為解決此類問(wèn)題普遍采用助行器，起到了一定的作用，起到一定的減輕體力的作用，但還不能根本解決機(jī)械運(yùn)送人員問(wèn)題。國(guó)內(nèi)有些煤礦作過(guò)單側(cè)乘人裝置方面的嘗試，但都不是很成熟，沒(méi)有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，存在不少的問(wèn)題，沒(méi)有產(chǎn)生很大的影響，因而有必要對(duì)單側(cè)乘人裝置進(jìn)行系統(tǒng)化研制，富通新能源銷售皮帶輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)等機(jī)械設(shè)備。二、系統(tǒng)組成及技術(shù)參斂
    本系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)部、張緊部分、儲(chǔ)繩部分、機(jī)尾改向滑輪部分、托繩輪部分、乘人座椅部分、電控及保護(hù)部分、牽引鋼絲繩等組成。
    （一）系統(tǒng)工作原理
    順槽乘人裝置的工作原理是用鋼絲繩作為牽引工具，鋼絲繩回轉(zhuǎn)帶動(dòng)卡在鋼絲繩上的乘人器運(yùn)動(dòng)，達(dá)到載人運(yùn)輸?shù)哪康�。由電機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)機(jī)頭繩輪帶動(dòng)鋼絲繩回轉(zhuǎn)，中問(wèn)有托輪托住鋼絲繩，在尾部繩輪處鋼絲繩換向。拉緊裝置拉緊機(jī)尾部分以張緊主傳動(dòng)鋼絲繩，實(shí)現(xiàn)摩擦驅(qū)動(dòng)。
    （二）主要技術(shù)參數(shù)
    最大運(yùn)輸距離：2000m
    繩速：1.0m/s
    最大運(yùn)輸坡度：≤30°
    電動(dòng)機(jī)功率：15kw
    電壓：380/660V
    鋼絲繩：∮15.5mm
    驅(qū)動(dòng)繩輪直徑：∮950mm
    驅(qū)動(dòng)輪圍包角：180°±10°。
    重錘張緊力：2400kg
    （三）主要組成部分的結(jié)構(gòu)
    1．機(jī)頭部
    機(jī)頭部包括機(jī)頭架、電機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)繩輪。
    2．托輪部分
    托輪部分位于機(jī)頭和機(jī)尾之間，用來(lái)托鋼絲繩。鋼絲繩上下布置，高差150mm，人員乘坐的鋼絲繩距地面2m。中間托繩輪間隔5~8m布置一組，每組托繩輪由三個(gè)單輪組成。托繩輪三輪采用擺動(dòng)式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，三輪兩兩把上、下兩根鋼絲繩扣住，對(duì)鋼絲繩的左右移動(dòng)自由度進(jìn)行限制。運(yùn)行時(shí)座椅掛在下繩上，通過(guò)托輪時(shí)，因乘人的重量使擺動(dòng)架擺動(dòng)，此時(shí)鋼絲繩落在最下輪的輪槽內(nèi)，不能掉繩。上繩因擺動(dòng)架擺動(dòng)而彎曲，乘人通過(guò)后，受彎曲的上繩的反力作用擺動(dòng)架復(fù)位，重新扣住鋼絲繩，故鋼絲繩不易掉繩。
    托繩輪安裝形式為頂板吊掛式，利用三點(diǎn)穩(wěn)定式結(jié)構(gòu)通過(guò)三個(gè)錨桿，即可把安裝底座固定在頂板上。每個(gè)錨桿配置兩個(gè)螺帽，對(duì)安裝底座實(shí)現(xiàn)上下夾緊式定位，并可調(diào)整安裝底座的水平度和高度，雙螺帽式固定結(jié)構(gòu)，避免了安裝底座接觸頂板，降低了頂板平整度和完整性的要求，在安裝底座遠(yuǎn)離頂板的情況下，實(shí)現(xiàn)可靠固定。
  3．可摘掛乘人器部分
  活鉤乘人器部分用來(lái)乘坐，包括抱索器和乘坐部分。抱索器采用擴(kuò)力結(jié)構(gòu)，可達(dá)到6倍的擴(kuò)力系數(shù)，完全滿足300的角度不下滑的要求。乘坐部分可簡(jiǎn)便地變換左向和右向運(yùn)行的方式，以適應(yīng)順槽乘人裝置鋼絲繩上下布置在—側(cè)的要求。
  4．尾部回頭輪部分
  尾部回頭輪部分主要用來(lái)使鋼絲繩換向。由滑輪及支撐架組成。
  5．張緊部分設(shè)計(jì)
   張緊部分由張緊滑輪、改向滑輪、重錘塊、張緊塔架等組成，近機(jī)頭式重錘張緊結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有恒張力、反應(yīng)迅速的特點(diǎn)。
  6．電控部分
  電氣控制部分通過(guò)真空磁力啟動(dòng)器啟動(dòng)電機(jī)及停車，沿途設(shè)拉線急停開(kāi)關(guān)，出現(xiàn)故障拉下急停開(kāi)關(guān)即可停車，開(kāi)關(guān)不復(fù)位不能開(kāi)車。在機(jī)頭及機(jī)尾下車點(diǎn)設(shè)有紅外語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)裝置、拔桿開(kāi)關(guān)、限位擋塊三道安全設(shè)置，以保護(hù)人員的安全。
    （四）主要結(jié)構(gòu)特征
    (1)采用礦用防爆型電力液壓制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)停車制動(dòng)。
    (2)與鋼絲繩接觸的機(jī)頭繩輪、中間托輪部分中都襯有聚氨脂襯墊。
    (3)根據(jù)順槽運(yùn)輸?shù)膶?shí)際情況，鋼絲繩上下布置。
    (4)所有部分結(jié)構(gòu)緊湊，盡量減少巷道空間的占用，不影響軌道或皮帶機(jī)的運(yùn)輸。
    (5)頭部設(shè)有儲(chǔ)繩裝置，可儲(chǔ)存240米鋼絲繩，尾輪挪移步距為120m，機(jī)尾尾輪移動(dòng)240米才需截取、插接一次鋼絲繩。
    (6)尾部滑輪移動(dòng)輕便，到新位置后可快速固定。
    (7)中間托輪部采用頂板吊掛固定方式，安裝簡(jiǎn)便快速。
    (8)張緊部分設(shè)置在機(jī)頭附近，有效利用張緊力，反應(yīng)靈敏。
    (9)可摘鉤、換向式乘人器可適應(yīng)30。的巷道坡度，并能變換左向或右向運(yùn)行兩種方式，以適應(yīng)鋼絲繩上下布置的雙向運(yùn)輸方式。
    (10)在下車點(diǎn)設(shè)有紅外語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)裝置、拔桿開(kāi)關(guān)、限位擋塊三道安全設(shè)置，以保護(hù)人員的安全。
三、系統(tǒng)創(chuàng)新性及特點(diǎn)
    1．體積小、便于安裝的機(jī)頭驅(qū)動(dòng)部
    作為單側(cè)乘入裝置的動(dòng)力輸出部分，在輸出軸上固定驅(qū)動(dòng)繩輪，驅(qū)動(dòng)繩輪立式安裝，區(qū)別于常規(guī)乘人裝置的水平驅(qū)動(dòng)繩輪。驅(qū)動(dòng)繩輪內(nèi)襯有聚氯脂輪襯，似提高摩擦系數(shù)，提高驅(qū)動(dòng)力，并減少鋼絲繩的磨損。電機(jī)功率15kw，輸出速度為Im/s，稍低于常規(guī)乘人裝置1.2m/s的運(yùn)行速度，以提高安全性。整個(gè)驅(qū)動(dòng)部寬度0.8m，高度1.2m，長(zhǎng)度1.4m。布置在巷道一側(cè)，落地安裝，最少地占用巷道空間，方便調(diào)整與檢修。
    2．電氣控制及電氣保護(hù)部分
    電氣控制部分使電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)單側(cè)乘人裝置的雙向運(yùn)輸。紅外語(yǔ)音報(bào)警信號(hào)裝置可探測(cè)乘坐人員，到位時(shí)發(fā)出“前方到站，請(qǐng)下車，注意安全”的語(yǔ)音信號(hào)，并伴有燈光提示，提醒下車點(diǎn)已到。在下車點(diǎn)終點(diǎn)處設(shè)有一道拔桿開(kāi)關(guān)，如到此處人員還未下車，座椅就會(huì)撞到開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)給真空磁力啟動(dòng)器，使乘人裝置停車。限位擋塊設(shè)在拔桿開(kāi)關(guān)的后方，如拔桿開(kāi)關(guān)失效，主機(jī)未停車，擋塊就會(huì)強(qiáng)行擋住座椅，使之不能繼續(xù)前行，以保護(hù)乘人的安全。在沿線設(shè)有拉線急停開(kāi)關(guān)，拉線吊在托輪吊管的下方，乘坐人員伸手即能抓住，出現(xiàn)緊急情況拉下拉線，使乘人裝置停車。
    3．驅(qū)動(dòng)繩輪襯采用高摩擦系數(shù)、高耐磨性復(fù)合繩襯，在保證摩擦系數(shù)的情況下，大大延長(zhǎng)使用奉命，導(dǎo)向輪輪系采用耐磨輪襯材料。
    4．中間托繩輪
    每組托輪由三個(gè)托輪組成一個(gè)輪組，三個(gè)輪固定在一個(gè)擺動(dòng)架上，可圍繞一個(gè)中心轉(zhuǎn)動(dòng)，使用時(shí)可減少乘人器過(guò)托輪時(shí)的振動(dòng)，并提高輪襯的使用奉命。每?jī)蓚�(gè)輪之間分別托住上、下根鋼絲繩，并形成托壓結(jié)構(gòu)，使用時(shí)鋼絲繩不易脫槽。每個(gè)托輪內(nèi)襯有聚氨脂橡膠膠圈，以提高托輪的耐磨性，并提高乘坐舒適性，減緩鋼絲繩的磨損。三個(gè)輪磨損不勻時(shí)，三個(gè)輪可方便換位，提高了繩襯使用壽命，減少運(yùn)行材料消耗。
    5．新型拉緊與儲(chǔ)繩裝置
    力能實(shí)現(xiàn)順槽內(nèi)運(yùn)輸，乘人裝置長(zhǎng)度應(yīng)能隨巷道長(zhǎng)度變化，拉緊裝置中能夠儲(chǔ)存一定長(zhǎng)度的鋼絲繩，以減少插接鋼絲繩的次數(shù)，通過(guò)收放繩可以隨著巷道的長(zhǎng)度方便延伸和縮短。因此，設(shè)計(jì)出儲(chǔ)繩240m的拉緊、儲(chǔ)繩裝置，乘人裝置總長(zhǎng)度變化超過(guò)240m時(shí)，才需要重新插接一次鋼絲繩。拉緊儲(chǔ)繩裝置布置在機(jī)頭驅(qū)動(dòng)部的后方，長(zhǎng)度30m，寬度小于600mm，高度小于800mm。整套裝置沿滑道運(yùn)行，并裝設(shè)有護(hù)網(wǎng)，提高安全性。
    6．新型乘入座倚
    可摘鉤乘人座椅，可方便從鋼絲繩摘下，并能可靠固定于鋼絲繩上，保證在大角度下(30°)使用不打滑。采用新型材料，以減少坐椅的重量，使用時(shí)更輕便。座椅可簡(jiǎn)便地變換左側(cè)運(yùn)行和右側(cè)運(yùn)行形式，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)，人員上下行運(yùn)輸能面向運(yùn)行前方，保證運(yùn)行時(shí)的安全。
    7．輕型機(jī)尾回頭繩輪
    回頭繩輪體積小、重量輕，方便移動(dòng)。回頭輪圊定架拆卸、組裝便捷，可隨著巷道的開(kāi)拓延伸或回采工作面的回采需要，用四根錨桿把回頭繩輪架同定在巷道頂板上。隨時(shí)挪移回頭繩輪的位置，改變系統(tǒng)運(yùn)輸距離。
四、系統(tǒng)安裝布置
    根據(jù)采煤工作面軌道順槽運(yùn)輸軌道布置在外側(cè)，移動(dòng)電站列車在順槽工作面內(nèi)側(cè)布置的特點(diǎn)，本系統(tǒng)布置在采煤工作面軌道順槽內(nèi)側(cè)，移動(dòng)電站以外范圍內(nèi)，與運(yùn)輸軌道平行布置。一般采煤工作面軌道順槽斷面為4mx3m(寬×高)，軌道中心線外側(cè)偏中800mm布置，本系統(tǒng)乘人中心內(nèi)側(cè)偏中900mm布置，使物料運(yùn)輸系統(tǒng)和人員運(yùn)輸系統(tǒng)中心距達(dá)到1700mm，完全能夠滿足物料運(yùn)輸空間要求，因井下順槽施工側(cè)幫誤差較大，故系統(tǒng)另一側(cè)距巷道幫定為2100mm，在避免因巷道施工對(duì)系統(tǒng)安裝造成影響的同時(shí)，又完全能夠滿足《煤礦安全規(guī)程》對(duì)人員運(yùn)輸安全間隙0.7m要求。為最大限度地解決系統(tǒng)運(yùn)人問(wèn)題，將機(jī)頭驅(qū)動(dòng)裝置布置在采煤工作面軌道順槽外端聯(lián)絡(luò)開(kāi)口處，利用軌道順槽回風(fēng)段安裝布置儲(chǔ)繩裝置。尾部布置在移動(dòng)電站以外50—100m范圍內(nèi)，可根據(jù)采煤工作面的推進(jìn)速度和尾輪挪移周期決定距離移動(dòng)電站的具體長(zhǎng)度。
五、社會(huì)效益分析
    單側(cè)架空乘人裝置成功的研究應(yīng)用，解決了采煤工作面順槽、膠帶運(yùn)輸巷等巷道斷面小或安裝空間受限線路的人員運(yùn)送問(wèn)題，具有減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、消除了安全隱患，其深受井下職工歡迎，尤其是隨著礦井采煤工作面推進(jìn)長(zhǎng)度不斷加長(zhǎng)，缺乏順槽機(jī)械運(yùn)送人員設(shè)備，職工進(jìn)出工作面步行，在路途消耗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、體力消耗大，開(kāi)發(fā)適于順槽使用的單側(cè)架空乘人裝置可以大大地減少工人的體力和時(shí)間消耗，消除了順槽機(jī)械運(yùn)送人員裝備空白，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并有著廣闊的推廣前景。